Partícula ignorada por décadas pode ajudar a explicar por que existimos, dizem físicos

Estudo de cientistas do Reino Unido e da Índia indica que um neutrino pesado pode explicar por que há matéria suficiente para formar o Universo.

Pelas teorias atuais, a matéria e a antimatéria deveriam ter surgido em quantidades iguais após o Big Bang, o que destruiria ambas.

O neutrino pesado pode ter sobrevivido no Universo primordial tempo suficiente para alterar temporariamente o ritmo da expansão cósmica.

Essa alteração na expansão modificou a temperatura de interação de outras partículas, influenciando o desequilíbrio que favoreceu a matéria.

A pesquisa teórica não prova o fato, mas sugere testes futuros por meio de ondas gravitacionais primordiais e medições dos neutrinos.

Uma partícula praticamente ignorada durante décadas pode ajudar a explicar um dos maiores mistérios da física: por que existe matéria suficiente no Universo para formar estrelas, planetas e até nós mesmos.

A hipótese aparece em um estudo publicado na prestigiada revista científica "Physical Review Letters" por pesquisadores da Universidade de Southampton, no Reino Unido, e do Instituto Indiano de Tecnologia de Kanpur.

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O trabalho analisa um tipo muito pesado de neutrino, uma partícula que interage muito pouco com a matéria.

Durante décadas, esse neutrino pesado recebeu pouca atenção porque quase não interage com outras partículas e parecia ter pouca influência nos processos que moldaram o Universo.

👻 ENTENDA: neutrinos são partículas quase sem massa e sem carga elétrica que atravessam a matéria praticamente sem deixar rastros. Por isso, ficaram conhecidos como “partículas fantasma”. Neste mês, pesquisas com neutrinos renderam o Nobel de Física a Francis Halzen.

Segundo o estudo, esse neutrino pesado pode ter tido um papel importante nos primeiros momentos do Universo, pouco depois do famoso Big Bang.

Pelas teorias atuais, a matéria e a chamada antimatéria deveriam ter surgido em quantidades muito parecidas nesse momento.

O problema é que, quando uma encontra a outra, ambas se destroem e liberam energia.

Ou seja, se a matéria e a antimatéria tivessem sido produzidas em quantidades exatamente iguais logo após o Big Bang, praticamente nenhuma matéria teria sobrado para formar o nosso Universo que conhecemos hoje.

🧩 ENTENDA: a matéria é tudo o que forma estrelas, planetas, pessoas e objetos. A antimatéria é uma espécie de “versão oposta”, formada por partículas com propriedades inversas. Cientistas já conseguiram produzir antipartículas e até antiátomos em laboratório, mas ainda não encontraram regiões do Universo dominadas por antimatéria.

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O ponto é que a matéria acabou predominando, e entender como esse desequilíbrio surgiu ainda é uma das grandes questões da física.

Uma das possibilidades levantadas pelo novo estudo é que esse neutrino pesado tenha sobrevivido por tempo suficiente no Universo primordial (o período logo após o Big Bang) para alterar temporariamente a forma como o cosmos se expandia.

🌌 E com o resfriamento do Universo (causado pela expansão do espaço, que espalha a energia por uma região cada vez maior), essas partículas poderiam passar a concentrar uma parte importante da energia do cosmos antes de desaparecer.

Ainda segundo a nova teria, essa mudança na expansão, por sua vez, teria alterado também a temperatura em que outras partículas começavam a interagir entre si.

É aí que, segundo os autores, o processo poderia ter influenciado a formação do pequeno desequilíbrio entre matéria e antimatéria que acabou favorecendo a matéria.

Ou seja, essa partícula pode ter ajudado a inclinar a balança a favor da matéria ainda nos primeiros instantes do Universo.

A diferença teria sido minúscula, quase imperceptível, mas suficiente para que uma pequena parte da matéria sobrevivesse e, ao longo de bilhões de anos, desse origem às estrelas, aos planetas, às galáxias e, por fim, a tudo o que existe hoje.

“O fato de estarmos aqui prova que ocorreu uma assimetria entre matéria e antimatéria”, afirmou Rishav Roshan, da Universidade de Southampton e um dos autores do estudo.

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O trabalho, porém, NÃO prova que essa partícula seja a responsável pela existência da matéria.

A pesquisa apresenta uma explicação teórica e calcula como esse neutrino pesado poderia ter afetado a evolução do Universo primordial.

Os próprios autores apontam caminhos para testar a ideia no futuro.

Um deles envolve medições mais precisas das propriedades dos neutrinos. Outro é a busca por ondas gravitacionais primordiais, que podem guardar sinais de mudanças na expansão do Universo logo após o Big Bang.

〰️ ENTENDA: ondas gravitacionais são pequenas ondulações no próprio espaço-tempo, produzidas por eventos muito extremos. As chamadas ondas gravitacionais primordiais seriam sinais deixados pelo Universo muito jovem e poderiam funcionar como uma espécie de registro de como ele se expandia naquele período.

Essas possíveis marcas poderiam ajudar os cientistas a reconstruir o que aconteceu nos primeiros momentos do Universo.

E um efeito desse mesmo processo também pode aparecer em outras questões ainda sem resposta, como a formação da matéria escura e a própria história da expansão do cosmos.

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